随着地表水中的锰污染问题在饮用水供应中越来越突出,利用膜工艺处理含铁锰地表水的新思路也日益受到关注。重力流超滤工艺（GDM）具有低能耗、低维护、无需清洗、装置相对简易及操作简单等优点,是一种理想的分散式净水技术。因此,本课题选择利用GDM工艺,将生物滤饼层和超滤膜之间的互补作用结合起来,以期处理含铁含锰地表水。此外,本研究在此基础上针对常规除铁除锰工艺中普遍的启动时间问题,尝试着在膜组件表面预涂覆了三种常见且易得的锰氧化物形成动态膜滤层,作为GDM工艺处理含铁锰地表水的调控方式。GDM工艺可用于处理含铁含锰地表水,其长期运行过程中,通量可达到稳定状态。常规GDM工艺对原水中铁的深入去除效果较好。当原水中同时存在一定量的铁、锰离子时,锰的存在并不会对GDM系统的除铁性能产生负面影响。在GDM系统的长期运行过程中,原水中同时存在铁锰污染物对于各自的去除效果影响有限。在GDM反应器中超滤膜表面还未形成成熟的滤饼层时,GDM工艺已经具有了有效的除铁效果,而超滤膜表面形成的生物滤饼层更有利于提高系统除铁效能。此外,GDM系统中锰的去除效能与滤饼层密切相关。在系统运行过程中的化学催化氧化和生物活性均可能参与并有助于GDM反应器中生物滤饼层内部的深度除锰过程。在有机物处理效果方面,常规GDM工艺对于原水中的UV254和DOC均有较好的去除效果,原水中铁锰污染物的存在对有机物的去除效果也具有一定的提升作用,可以推测这种提升效果应与GDM系统在运行过程中滤饼层上新生成的铁氧化物、锰氧化物的吸附作用有关。在膜表面预涂锰氧化物动态膜可有效缩短GDM系统去除铁锰污染物的启动时间,在运行初期就可展现出对原水中铁、锰离子的良好去除效果,且运行过程中不会破坏系统的通量稳定性。此外,强化后的GDM系统在运行初期的吸附过程也加速了系统中滤饼层的形成,使得各强化组的锰平均去除率在对照组的锰去除率为57%时,从负值快速恢复到95.4%左右,最终各强化组出水中锰浓度达标比对照组所需时间缩短了4-5天,其中反冲洗水组对铁锰污染的处理效果最好。由于向膜表面预涂了锰氧化物动态膜,GDM系统对有机污染物的去除效果有了一定的提升,其中铁锰氧化物所产生的吸附作用可能是该效果的主要原因。且由于吸附作用,GDM系统的滤饼层形成速度也有所提升,从而促使系统较早具有对有机物的去除效果。向膜表面预涂锰氧化物动态膜的方法可有效缩短GDM系统去除铁锰污染物的启动时间,在运行初期就可展现出对原水中铁、锰离子的良好去除效果,且运行过程中不会破坏系统的通量稳定性,其中反冲洗水对GDM系统的综合强化效果最为理想。在原水中含有铁、锰的条件下,GDM系统的通量稳定性并不会受到影响,这也验证了GDM工艺处理含铁锰地表水是可行的。在处理含铁、锰地表水的过程中,GDM工艺的稳定通量主要归因于膜表面生物滤饼层的覆盖度和孔隙率,而不考虑EPS积累的有限影响。生成的锰氧化物有效改善了生物滤饼层的粗糙度和孔隙率,减小了生物滤饼层的覆盖率和基层厚度,使通量提高了约18%。然而与之相反,进水中铁的存在则会形成更厚更密实的滤饼层,增加生物饼率层的覆盖率,减少生物率饼层的孔隙率,导致通量减少（～17%）。GDM系统的稳定通量水平与附着在膜表面的生物滤饼层的覆盖率和孔隙度有着很好的相关性,而相对粗糙度和平均厚度方面则与稳定通量水平相关性不大。在强化GDM工艺方面,铁锰氧化物以及预涂覆的锰氧化物滤层都存在着吸附膜表面有机物以及EPS的作用。从而将使相关污染物在锰氧化物表面逐渐累积,依附在膜表面大量的锰质颗粒以及团簇结构逐渐形成各种丝状、片状的白色薄膜。这种作用会令原本会附着在超滤膜表面形成致密的“薄膜”的污染物无法深入滤饼层,只能附着在锰氧化物表面。这种结构不但使得滤饼层的整体结构具有更好的非均质性和粗糙度,更可能为滤饼层中的大量微生物提供一个更为适宜的生存环境,使其具有更为频繁的活动和繁衍,进而有效提高系统稳定通量。经研究,GDM工艺对于含铁、锰的地表水的处理是分散供水的一种经济有效的策略,在此基础上的锰氧化物强化方式对于含铁、锰的地表水的处理也对提高GDM工艺出水水质及缩短工艺启动时间具有重要的意义,本课题研究成果将为强化GDM工艺在分散式供水系统中的应用提供可参考的理论支持。